肺炎链球菌寄生于鼻咽部,可引起肺炎。然后,它会从肺部扩散到血液中,造成器官损伤。这种机会性病原体通常感染幼儿、免疫功能低下者和老年人。2015年,全球肺炎链球菌感染导致约19.2万至36.6万名5岁以下儿童死亡。
为了了解这种病原体是如何适应体内不同部位的,以及宿主对入侵微生物的反应,阿拉巴马大学伯明翰分校、马里兰大学医学院和耶鲁大学医学院的研究人员使用三种基因不同的肺炎链球菌菌株,在小鼠模型的五个不同部位(鼻咽、肺、血液、心脏和肾脏)测量了细菌和宿主基因的表达。
他们得出的宿主-病原体在疾病相关解剖部位相互作用的体内图谱现已发表在美国国家科学院院刊。研究人员确定了肺炎链球菌的共享转录组和器官特异性转录组,他们表明细菌和宿主基因表达谱在无症状定植和致病感染期间是高度不同的。
这意味着细菌的行为不同,取决于它感染的部位,而老鼠的器官反过来对细菌的存在也有不同的反应。此外,发现某些肺炎链球菌基因在所有解剖部位都被所有三种细菌菌株高度表达,这使它们成为新疫苗或新疗法的理想靶点。
这是第一次从宿主和病原体的角度绘制定植过程和多个宿主感染位点的基因表达谱。
作者写道:“我们相信,在这里呈现的宿主-病原体相互作用过程中的转录反应图谱,将构成肺炎球菌和微生物发病机制研究社区的重要资源,并作为未来研究中识别和验证关键宿主和肺炎球菌治疗靶点的基础。”
UAB微生物系教授Carlos J. Orihuela博士和马里兰大学医学院微生物学和免疫学系教授herv
除了对转录组进行描述性分析外,研究人员还利用细菌突变体、体内挑战实验和宿主治疗证实了他们的发现。在挑战实验中,研究人员发现干扰素抗炎治疗可以阻止细菌入侵重要器官并促进宿主存活。这一发现提供了潜在的新的治疗途径。
肺炎球菌感染的症状包括发烧、咳嗽、呼吸短促、胸痛、脖子僵硬、神志不清、对光更敏感、关节痛、发冷、耳痛、失眠和易怒。虽然自2000年以来,抗生素的进步和肺炎球菌结合疫苗的使用降低了肺炎链球菌的死亡率,但这种病原体的抗生素耐药性继续增加,而且它还可以转向目前美国食品和药物管理局(fda)批准的疫苗不包括的胶囊类型。因此,肺炎球菌感染仍然是疾病和死亡的一个重要原因。
支持来自Merck, Sharpe & Dohme Corp. Merck研究者研究计划奖IISP ID#: 57329和美国国立卫生研究院拨款AI114800。
故事来源:
材料所提供的阿拉巴马大学伯明翰分校。由杰夫·汉森原创。注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。
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